【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业固废资源化综合利用，涉及一种聚合硫酸铁的改性方法，具体地讲，是涉及一种钙基聚合硫酸铁钛的制备方法。
技术介绍
1、聚合硫酸铁(pfs)是一种用于水处理的混凝剂，具有较强的絮凝和沉降性能，能够有效去除水中的悬浮物、胶体和某些有机污染物，提升水的清澈度。与传统的硫酸铁相比，pfs在处理过程中表现出更好的沉降性和更广泛的ph适应范围，它在酸性到中性ph值范围内都能高效工作，并且对水中有机物和微生物的去除效果较好。而且pfs的使用量较低，能够降低处理成本，同时减少废渣的产生。由于其优良的性能，pfs被广泛应用于饮用水、工业废水和市政污水处理等领域。
2、黄亚铁，主要成分为一水硫酸亚铁，是钛白生产工艺中废酸浓缩后的固废产物，富含大量铁、硫、氧、钛等元素。根据钛白粉年产能15万吨计算，每年可生成黄亚铁13.5万吨。目前，黄亚铁主要通过掺烧来制备硫酸和通过石灰中和的方式进行处理。其中，掺烧制酸法由于受到设备产能限制，每年所消耗的黄亚铁数量有限，剩余黄亚铁则经石灰中和处理后，以固态渣形式堆放。这不仅增加了处理成本，还会导致资源浪费和环保隐患。
3、cn116654992a公开了一种利用黄亚铁生产聚合硫酸铁的方法。该方法以黄亚铁为原料，通过加入氧化铁红中和黄亚铁中的游离酸，经过氧化、水解和聚合反应制备聚合硫酸铁。然而目前通过黄亚铁生产制备的pfs，以及常规市售的例如通过一水硫酸亚铁生产制备的pfs，其稳定性和混凝性能仍有待进一步提高，而且如何减少环境污染，提高企业经济效益和生产效益，从而增强市场竞争力，亦
4、pfs的稳定性和混凝性能主要以盐基度和浊度去除率指标衡量。盐基度是混凝剂中碱性成分与酸性成分的比值，具体体现为聚合硫酸铁分子中oh-与fe3+的当量百分比。通常情况下，pfs的盐基度越高，意味着其分子链越长，对污染物颗粒的网捕作用更强。然而，盐基度过高则会增大fe3+的水解程度，进而降低产品的稳定性，因此，国家标准中要求pfs的盐基度应当在8％～16％之间。浊度去除率则直观反映了混凝处理后水中浑浊物质的去除效果，是评估pfs混凝性能的关键指标。在确保稳定性的基础上，如何进一步提高pfs的混凝效果，仍然是亟待解决的核心难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于进一步提升聚合硫酸铁产品的混凝效果，旨在寻找一种稳定性强、混凝效果更为优异的聚合硫酸铁的制备方法。本专利技术对聚合硫酸铁进行改性，通过掺杂钙和钛元素成功开发出钙基聚合硫酸铁钛产品，且对于黄亚铁制备的聚合硫酸铁而言，改性可直接利用其中所含的钛元素，可以显著提升聚合硫酸铁产品的混凝效果同时降低其生产成本，提高企业的经济效益。
2、为实现上述目的，本专利技术的第一个方面，提供了一种钙基聚合硫酸铁钛的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、向聚合硫酸铁液体产品中添加钙基改性剂和钛基改性剂改性，加热搅拌得到改性的液体产物；
4、s2、将步骤s1中得到的液体产物进行干燥，制备得到固体钙基聚合硫酸铁钛。
5、根据本专利技术的优选实施例，所述钙基改性剂与制备得到所述聚合硫酸铁液体产品的铁原料的摩尔比为1:0.01～0.04；所述钛基改性剂与制备得到所述聚合硫酸铁液体产品的铁原料的质量比为1:0.001～0.04。
6、进一步的，所述钙基改性剂选自无水氯化钙、二水氯化钙、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种。
7、进一步的，所述钛基改性剂选自硫酸氧钛、偏钛酸、氯化钛、二氧化钛、钛粉中的一种或多种。
8、根据本专利技术的优选实施例，步骤s1中改性的加热温度为55～70℃，反应时间为20～90min；步骤s2中干燥的温度为60～80℃，干燥时间为24～48h。
9、本专利技术的第二个方面，提供了一种钙基聚合硫酸铁钛的制备方法，包括以下步骤：
10、s0、将硫酸法钛白粉副产黄亚铁加水溶解，加入铁源搅拌，后加入氧化剂加热并搅拌，进行氧化、水解、聚合反应，得到聚合硫酸铁液体产品；
11、s1、向聚合硫酸铁液体产品中添加钙基改性剂，加热搅拌得到改性的液体产物；
12、s2、将步骤s1中得到的液体产物进行干燥，制备得到固体钙基聚合硫酸铁钛。
13、根据本专利技术的优选实施例，所述钙基改性剂与黄亚铁的摩尔比为1:0.01～0.04。
14、进一步的，所述钙基改性剂选自无水氯化钙、二水氯化钙、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种。
15、根据本专利技术的优选实施例，步骤s1中改性的加热温度为55～70℃，反应时间为20～90min；步骤s2中干燥的温度为60～80℃，干燥时间为24～48h。
16、本专利技术的第三个方面，提供了一种根据上述方法制备得到的钙基聚合硫酸铁钛。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
18、(1)本专利技术在传统聚合硫酸铁制备技术的基础上，通过掺杂钙和钛元素对其进行改性，成功开发出钙基聚合硫酸铁钛产品。这种改性处理使得最终产品不仅符合gb/t14591-2016标准中对一等品的规定，还在多个方面显著提升了其性能。具体而言，改性后的产品盐基度更高，聚合效果更为显著，表现出更优异的稳定性和混凝性能。这些改进不仅提升了产品的综合性能，还在降低生产成本的同时，确保了产品在实际应用中的高效性和可靠性，从而实现了经济效益和性能优势的双重提升。
19、(2)本专利技术以钛白固废黄亚铁为生产原料，利用黄亚铁中本身含有的钛元素，并配合添加廉价且易得的钙基改性剂，制备钙基聚合硫酸铁钛改性产品，不仅有效解决了固废处理量大、处理费用高等问题，还实现了固废的资源化利用。这种方法通过将固废转化为有价值的产品，显著缓解了固废处理的环境压力，同时为企业带来了经济效益的提升。固废的资源化处理不仅降低了处理成本，还优化了资源的循环利用，实现了环境保护与经济增长的双赢。该产品显著提高了浊度去除率，使其在实际水样处理应用中表现更为优越。此外，该产品具有较高的全铁含量，优良的聚合度，增强了其稳定性和混凝性能。这些改进不仅提升了产品的技术性能，还扩大了其在各种水处理场景中的应用潜力，为行业提供了高效且经济的解决方案。
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1.一种钙基聚合硫酸铁钛的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙基改性剂与制备得到所述聚合硫酸铁液体产品的铁原料的摩尔比为1:0.01～0.04；所述钛基改性剂与制备得到所述聚合硫酸铁液体产品的铁原料的质量比1:0.001～0.04。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述钙基改性剂选自无水氯化钙、二水氯化钙、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述钛基改性剂选自硫酸氧钛、偏钛酸、氯化钛、二氧化钛、钛粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中改性的加热温度为55～70℃，反应时间为20～90min；步骤S2中干燥的温度为60～80℃，干燥时间为24～48h。
6.一种钙基聚合硫酸铁钛的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述钙基改性剂与黄亚铁的摩尔比为1:0.01～0.04。
8.根据权利要求6或7所述的制
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中改性的加热温度为55～70℃，反应时间为20～90min；步骤S2中干燥的温度为60～80℃，干燥时间为24～48h。
10.权利要求1～9中任一项所述的方法制备得到的钙基聚合硫酸铁钛。
...【技术特征摘要】
1.一种钙基聚合硫酸铁钛的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙基改性剂与制备得到所述聚合硫酸铁液体产品的铁原料的摩尔比为1:0.01～0.04；所述钛基改性剂与制备得到所述聚合硫酸铁液体产品的铁原料的质量比1:0.001～0.04。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述钙基改性剂选自无水氯化钙、二水氯化钙、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述钛基改性剂选自硫酸氧钛、偏钛酸、氯化钛、二氧化钛、钛粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中改性的加热温度为55～70℃，反应时...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘程琳，徐昕阳，卢慧军，于建国，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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